第一章节_汽轮机的工作原理幻灯片.ppt

5．平衡孔 6．拉筋 四、喷嘴和动叶主要尺寸的确定 当叶型确定后，便可根据连续方程来确定动静叶的出口截面和叶片高度。 （一）喷嘴叶栅尺寸的确定 1．渐缩斜切喷嘴 （1）当 时 (2) 当0.3＜ ＜ 时，汽流在斜切部分发生膨胀偏转，此时要计算出喷嘴喉部面积之外，还需计算出汽流偏转角 2．缩放斜切喷嘴 （二）动叶栅尺寸的确定 五、级通流部分热力计算 热力计算的步骤如下： 第一步，计算静动叶栅出口汽流速度，画出动叶进出口速度三角形和热力过程线，算出级的轮周功率和轮周效率； 第二步，计算静动叶的出口面积和叶高； 第三步，除轮周损失外，分析级内存在的其它各项损失，并计算出各项损失的大小； 第四步，算出该级的相对内效率和内功率。 第七节 扭叶片级 一、概述 1.沿叶高圆周速度不同引起的损失 2．沿叶高节距不同引起的损失 3．轴向间隙中汽流径向流动所引起的损失 　二、扭叶片级的设计方法 目前在扭叶片级的设计中普遍采用径向平衡方法，即在级的轴向间隙中确定汽流的平衡条件，使之不产生径向流动，由此建立汽流流动的模型，从而得出不同轴向间隙中汽流参数沿叶高的变化规律。 径向平衡方法又分简单径向平衡方法和完全径向平衡方法。简单径向平衡法是假定汽流在级的轴向间隙中作与轴对称的圆柱面运动，这是按二元流建立的汽流流动模型。完全径向平衡法是假定汽流在级的轴向间隙中作任意回转面流动，这是理想的三元流动模型 。 根据简单径向平衡理论，列出平衡方程，在某些特定条件（即平衡条件）下，可求得参数沿叶高变化的具体规律，即扭曲规律，称之为流型。显然，给出不同的平衡条件，径向平衡方程就会有不同的解，而不同的解也就确定了不同的流型。常用的流型有：等环流流型，等 流型，等密流流型等。这些流型有一个共同缺点，就是反动度或动静叶片轴向间隙内的汽流压力沿叶高增大，而且变化剧烈。 在汽轮机设计中，常把等环流流型称为自由涡流型，把由简单径向平衡方程推导出的反动度沿叶高变化难以控制的其它流型称之为受迫涡流型，而把由完全径向平衡方程导出的反动度沿叶高的变化加以控制的流型称为可控涡流型或控制涡流型。所谓“可控”就是指反动度沿叶高的变化可被控制。 流型是随着汽轮机设计水平的发展而发展的以日本三菱重工生产的700MW蒸汽轮机高、中压缸的反动式叶片为例说明其发展经历的几个阶段，即从基于自由涡流型的二维设计，到基于可控涡流型的准三维设计，最后是考虑了体积力的用全三维设计方法设计的三维叶片，即弯曲叶片。 二、级的轮周效率 定义：蒸汽在轮周上所做之功与整个级所消耗的蒸汽理想能量（级的理想能量）之比，即 E0----级的理想能量，它包括热能和动能两部分，其表达式为 三、速度比及其与轮周效率的关系 速度比：轮周速度u与喷嘴出口汽流速度c1之比。用x1表示，即x1=u/c1 。 研究速度比与轮周效率关系的目的在于根据不同级的特点，分析速度比对轮周效率的影响，并确定最佳速度比。 （一）纯冲动级的速度比与轮周效率 1.余速不利用： 对纯冲动级， 余速不利用，则 ，则有 轮周效率的表达式为： 应用速度三角形，上式变为： 由上式可见：? 对? u 的影响最大。提高? 和 ? 及降低?1 和 ?2 均可提高 ? u 。一旦喷嘴及动叶型线确定后，这些参数也就随之而定，唯有x1可以选择： （1）当x1=0时， ? u ＝0。 （2）当 x1=cos ?1 时， ? u ＝0 。 （3）所以，当x1从零变化到 cos ?1 的过程中，必存在一个使? u 达最大值的速度比。即最佳速度比。 最佳速度比：轮周效率最高时的速度比。用(x1)op 表示。 求解方法：函数求极值法和速度三角形法。 函数求极值法：将?u 的表达式对x1求导，并令其为零即可得最佳速度比的值。即 可求得最佳速度比： 速度三角形法：对纯冲动级，?2 ? ?1 ，w2?w1，则在相同的?1 和c1下，改变x1 ，就可作出如图1--25所示的速度三角形。 由图可知：当?2＝90? 时，c2最小，轮周效率最高，此时的速度比即为最佳速度比。由（b）图可知： 最佳速度比的物理意义为：使动叶出口的绝对速度c2的方向角 ?2＝90? ，即轴向排汽，从而使c2值最小，轮周效率最高时的速度比。 速度比x1与轮周效率 的关系可绘制成如下图所示的曲线。它是一条抛物线。其中： 不随速度比的变化而变化。 随速度比的增大而减小。 随速度比的增大先逐渐减小，达到最小值后